XREFF.RU


АРХИТЕКТУРА И АССОЦИАЦИИ СЛОЕВ ТРАНСПОРТНЫХ ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ



Если Вам понравился сайт нажмите на кнопку выше

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное

Образовательное бюджетное учреждение

Высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

им. проф. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

Н. Н. Кулева,

Е. Л. Федорова

Перспективные технологии

В инфокоммуникационных системах.

Архитектура SDH

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

СПб ГУТ)))

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

УДК 621.316.5

621.395

Рецензенты:

кандидат технических наук, профессор кафедры Фотоники и Линий связи

Лев Николаевич Кочановский

кандидат технических наук, начальник центра управления сетью ЗАО «РАСКОМ»

Дмитрий Александрович Никитин

Утверждено редакционно-издательским советом СПбГУТ

в качестве учебного пособия

Кулева, Н. Н.
Перспективные технологии в инфокоммуникационных системах. Архитектура SDH: учебное пособие / Н. Н. Кулева, Е. Л. Федорова; СПбГУТ. – СПб., 2016. – 67 с. Приведена архитектура транспортных сетей синхронной цифровой иерархии. Рассмотрены этапы мультиплексирования при формировании агрегатных сигналов STM‑N, sSTM‑2n, sSTM‑1k и при организации конкатенированных трактов виртуальных контейнеров. Указаны ассоциации сетевых слоев при передаче сигналов контроля качества передачи и аварийных сигналов. Приведены алгоритмы функций адаптации, завершения трейла и соединения в сетевых слоях. Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи, профиль Оптические системы и сети связи, квалификация (степень) бакалавр. Издание второе.

УДК 621.316.5

621.395

Ó Кулева Н. Н., Федорова Е. Л., 2016

Ó Федеральное государственное образовательное

бюджетное учреждение высшего

образования «Санкт-Петербургский

государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М. А. Бонч-Бруевича», 2016

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

A(Adaptation) – адаптация;

A1, A2 -байты цикловой синхронизации для STM;

A1-A4 -байты цикловой синхронизации для sSTM;

ADM (Add/Drop Multiplexer) – мультиплексор ввода-вывода;

AIS(Alarm Indication Signal) - сигнал индикации аварийного состояния;

AMI(Alternative Mark Inversion) – код с чередованием полярности;

AP(Асcess Point) – точка доступа;

ATM (Asynchronous Transfer Mode) – асинхронный режим передачи;

AU (Administrative Unit) – административный блок;

AU-3(Administrative Unit level 3) – административный блок третьего порядка;

AU-4(Administrative Unit level 4) – административный блок четвертого порядка;

AU-AIS(Administrative Unit Alarm Indication Signal) - сигнал индикации аварийного состояния административного блока;

AUG(Administrative Unit Group) –группа административных блоков;

AU-LOP(Administrative Unit Loss Of Pointer) - потеря указателя

aдминистративного блока;

AU PTR (Administrative Unit Pointer) – указатель административного блока;

B1 -байт контроля ошибок регенерационной секции;

B2 -байт контроля ошибок мультиплексной секции;

B3 -байт контроля ошибок трактов виртуальных контейнеров VC-3, VC-4;

B3ZS (Bipolar with 3 Zero Substitution) - биполярный код с замещением трех нулей;

B8ZS (Bipolar with 8 Zero Substitution) - биполярный код с замещением восьми нулей;

BIP(Bit Interleaved Parity) – проверка на четность чередующихся бит (проверка на четность);

BIP-2 (Bit Interleaved Parity -2) – проверка на четность чередующихся бит c номерами 1 и 2 (контроль ошибок в слое трактов низкого порядка);

BIP-8 (Bit Interleaved Parity - 8) – проверка на четность чередующихся бит с номерами 1, 2...8 (контроль ошибок в регенерационной секции и трактах высокого порядка);

BIP-24xN (Bit Interleaved Parity -24хN) – проверка на четность чередующихся бит с номерами 1, 2, 3...24хN (контроль ошибок в мультиплексной секции);

C (Connection) – соединение;

C(Container) – контейнер;

С2 -байт метки сигнала;

C-11 (Container of level 11) - контейнер первого уровня. Служит для размещения информации со скоростью 1544 кбит/с;

C-12 (Container of level 12) - контейнер первого уровня. Служит для размещения информации со скоростью 2048 кбит/с;

C-2 (Container of level 2) - контейнер второго уровня. Служит для размещения информации со скоростью 6312 кбит/с;

C-31 (Container of level 31) - контейнер третьего уровня. Служит для размещения информации со скоростью 34368 кбит/с;

Служит для размещения информации со скоростью 34368 кбит/с;

C-32 (Container of level 32) - контейнер третьего уровня.Служит для размещения информации со скоростью 44736 кбит/с;

C-4 (Container of level 4) - контейнер четвертого уровня. Служит для размещения информации со скоростью 139264 кбит/с;

CP (Connection Point) – точка соединения;

D1-D12 -байты встроенного канала управления;

DWDM (Dance Wavelength Division Multiplexing) – плотное мультиплексирование с разделением по длинам волн;

E-11 -цифровой сигнал первого уровня плезиохронной цифровой иерархии в Северной Америке и Японии;

E-12 -цифровой сигнал первого уровня плезиохронной цифровой иерархии в Европе и Австралии;

E-2 -цифровой сигнал второго уровня плезиохронной цифровой иерархии в Северной Америке и Японии;

E-31 -цифровой сигнал третьего уровня плезиохронной цифровой иерархии в Европе и Австралии;

E-32 -цифровой сигнал третьего уровня плезиохронной цифровой иерархии в Северной Америке;

E-4 -цифровой сигнал четвертого уровня плезиохронной цифровой иерархии в Европе и Австралии;

F2, F3 -байтыканалов пользователей тракта;

G1- байт статуса или состояния тракта виртуального контейнера высокого порядка;

GFP (GenericFramingProcedure)–основная процедура для формирования кадров, позволяющая осуществлять более эффективное отображение данных в сетях SDH;

H1, H2, H3 –байты указателя административного блока;

H4 -байт индикатора положения;

HDB-3 (High Density Bipolar-3) – код высокой плотности единиц с замещением четырех нулей;

HP PLM(Higher Order Path Payload Mismatch) – несовпадение полезной нагрузки тракта высокого порядка;

HP TIM(Higher Order Path Trace Identifier Mismatch) - несовпадение идентификатора трассы тракта высокого порядка;

HPA(Higher order Path Adaptation) - адаптация тракта высокого порядка;

HPC(Higher order Path Connection) – соединение тракта высокого порядка;

HPT(Higher order Path Termination) - завершение тракта высокого порядка;

IP(Interworking Protocol) – протокол взаимодействия (протокол сети Internet);

J0 -байт идентификатора трассы регенерационной секции;

J1 -байт идентификатора трассы тракта высокого порядка;

J2 -байт идентификатора трассы тракта низкого порядка;

K1 и K2 -байты каналов автоматического защитного переключения APS(Automatic Protection Switching) для защиты мультиплексной секции и индикации дефектов удаленного конца мультиплексной секции (MS RDI);

K3- байт канала автоматического защитного переключения APS (Automatic Protection Switching) для защиты на уровне трактов VC-4/VC-3;

K4 - байт канала автоматического защитного переключения APS (Automatic Protection Switching) для защиты на уровне трактов низкого порядка;

LOF(Loss Of Frame) – потеря цикла;

LOS(Loss Of Signal) – потеря сигнала;

LPA(Lower order Path Adaptation) - адаптация к слою тракта низкого порядка;

LPC(Lower order Path Connection) - соединение тракта низкого порядка;

LP PLM(Low order Path Payload Mismatch) –несовпадение полезной нагрузки тракта низкого порядка;

LPT(Lower order Path Termination) - завершение тракта низкого порядка;

LP TIM(Low order Path Trace Identifier Mismatch) – несовпадение идентификатора трассы тракта низкого порядка;

M1 -байт индикации ошибки удаленного конца мультиплексной секции (MS REI);

MSA(Multiplex Section Adaptation) - адаптация к слою мультиплексной секции;

MS-AIS(Multiplex Section Alarm Indication Signal) – индикация аварийного состояния мультиплексной секции;

MSOH(Multiplex Section Overheard) – заголовок мультиплексной секции;

MST(Multiplex Section Termination) - завершение мультиплексной секции;

N1 - байт оператора сети для обеспечения функции контроля тандемного соединения для транспортирования

VC-4-Xc/VC-4/VC-4;

N2- байт оператора сети для обеспечения функции контроля тандемного соединения для транспортирования VC-2|/VC-12/VC-11;

NRZ (Not Return Zero) – формат символов без возращения к нулю;

OTM(Optical Time Multiplexing) – оптическое мультиплексирование с разделением во времени;

PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) – плезиохронная цифровая иерархия;

PPI(PDH Physical Interface) –физический интерфейс сигнала PDH;

PPT (PDH Physical Termination) – завершение тракта PDH;

POH(Path Overhead) – трактовый заголовок;

PTR(Pointer) – указатель;

RDI(Remote Defect Indication) – индикация дефектов удаленного конца;

REI(Remote Error Indication) – индикация ошибок удаленного конца;

RSOH(Regenerator Section Overhead) – заголовок регенерационной секции;

RST(Regenerator Section Termination) – завершение регенерационной секции;

S1 -байт статуса синхронизации;

SDH (Synchronous Digital Hierarchy) – синхронная цифровая иерархия;

SOH (Section Overhead) – секционный заголовок;
SP RING(Shared Protection Ring) – «кольцо» с совместно используемой

защитой;

SPI(SDH Physical Interface) – физический интерфейс синхронной цифровой иерархии;

STM-0 (Synchronous Transport Module of level 0) – синхронный транспортный модуль нулевого уровня SDH (соответствует Sonet ОС-1) со скоростью 51,840 Мбит/с;

sSTM-1k(Sub Synchronous Transport Module level 1k) – субсинхронный транспортный модуль уровня 1k, где k=1,2,4,8,16 ( при k=1 скоростьsSTM-11 равна 2880 кбит/с);

sSTM-2n(Sub Synchronous Transport Module level 2n) – субсинхронный транспортный модуль уровня 2n, где n=1,2,4 (при n=1 скоростьsSTM-21 равна 7488 кбит/с);

STM-1 (Synchronous Transport Module level 1) – синхронный транспортный модуль первого уровня SDH со скоростью 155,520 Мбит/с;

STM-4 (Synchronous Transport Module level 4) – синхронный транспортный модуль четвертого уровня SDH со скоростью 620,080 Мбит/с;

STM-16 (Synchronous Transport Module level 16) – синхронный транспортный модуль шестнадцатого уровня SDH со скоростью 2488,320 Мбит/с;

STM-64 (Synchronous Transport Module level 64) – синхронный транспортный модуль 64 уровня SDH со скоростью 9,95328 Гбит/с;

STM-256 (Synchronous Transport Module level 256) – синхронный транспортный модуль 256 уровня SDH со скоростью 39,81312 Гбит/с;

STM-N (Synchronous Transport Module level N) – синхронный транспортный модуль SDH уровня N, где N=1, 4, 16, 64, 256;

T (Termination) – завершение;

TC(TandemConnection) – тандемное соединение;

TCP(Termination Connection Point) – завершающая точка соединения;

TM(Terminal Multiplexer) – оконечный мультиплексор;

TU-11(Tributary Unit level 11) – трибутарный блок, соответствующий виртуальному контейнеру VC-11 в схеме мультиплексирования SDH;

TU-12(Tributary Unit level 12) – трибутарный блок, соответствующий виртуальнойму контейнеру VC-12 в схеме мультиплексирования SDH;

TU-2(Tributary Unit level 2) – трибутарный блок, соответствующий виртуальнойму контейнеру VC-2 в схеме мультиплексирования SDH;

TU-3(Tributary Unit level 3) – трибутарный блок, соответствующий виртуальнойму контейнеру VC-3 в схеме мультиплексирования SDH;

TU-AIS(Tributary Unit Alarm Indication Signal) – индикация аварийного состояния трибутарного блока;

TUG-2(Tributary Unit Group level 2) – группа трибутарных блоков второго порядка;

TUG-3(Tributary Unit Group level 3) – группа трибутарных блоков третьего порядка;

TU-LOP(Tributary Unit Loss of Pointer) – потеря указателя трибутарного блока;

TU PTR(Tributary Unit Pointer) –указатель трибутарного блока;

TU-n(Tributary Unit level n) – трибутарный блок уровня n;

V1- V4 –байты указателя трибутарных блоков TU-11, TU-12, TU-2;

V5 -первыйбайт трактового заголовка виртуальных контейнеровVC-11, VC-12, VC-2;

VC-11(VirtualContainer level 11) - виртуальный контейнер первого уровня для размещения сигнала со скоростью 1544 кбит/с;

VC-11-Xc(VirtualContainer level 12-Xc) - конкатенированный виртуальный контейнер первого уровня для размещения сигнала со скоростью 1544 кбит/с увеличенной в X раз полезной нагрузкой, где X=2,…64;

VC-12(VirtualContainer level 12) - виртуальный контейнер первого уровня для размещения сигнала со скоростью 2048 кбит/с;

VC-12-Xc(VirtualContainer level 12-Xc) - конкатенированный виртуальный контейнер первого уровня для размещения сигнала со скоростью 2048 кбит/с увеличенной в X раз полезной нагрузкой, где X=2,…64;

VC-2(VirtualContainer level 2) - виртуальный контейнер второго уровня;

VC-2-Xc(VirtualContainer level 2-Xc) - конкатенированный виртуальный контейнер второго уровня с увеличенной в X раз полезной нагрузкой, где X=2...7;

VC-3(VirtualContainer level 3) - виртуальный контейер третьего уровня;

VC-3-Xc(VirtualContainer level 3-Xc) - конкатенированный виртуальный контейнер третьего уровня для размещения сигнала с увеличенной в X раз полезной нагрузкой;

VC-4(VirtualContainer level 4) - виртуальный контейер четвертого уровня;

VC-4-Xc(VirtualContainer level 4-Xc) - конкатенированный виртуальный контейнер четвертого уровня с увеличенной в X раз полезной нагрузкой, где X=2...256;

VC-n-Xс(VirtualContainer level n-Xc) - конкатенированный виртуальный контейнер n уровня с увеличенной в X раз полезной нагрузкой,

WDM(Wavelength Division Multiplexing) – мультиплексирование с разделением по длинам волн;

АРХИТЕКТУРА И АССОЦИАЦИИ СЛОЕВ ТРАНСПОРТНЫХ ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ

Телекоммуникационные транспортные сети включают сети передачи информации, сети тактовой синхронизации и сети контроля и управления.

Непосредственно архитектура транспортных сетей имеет трехслойную структуру, состоящую из канального слоя, слоя трактов и слоя секций.

Архитектурное представление транспортных сетей позволяет рассматривать и анализировать процессы передачи сигналов, методы формирования трактов, работу мультиплексоров и другие сетевые проблемы в целом и по отдельным процедурам, и в этом случае все процессы, происходящие при функционировании сетей, представляются как элементарные или составные функции адаптации, завершения трейла и соединения, а границы слоев как типовые интерфейсы, либо контрольные точки.

Под элементарной функцией понимается функция, которая не может быть разделена на более простые функции; другими словами - она неделима в отношении сети.

Функция адаптации – это элементарная функция, которая передает собранную информацию от слоя к слою путем изменения ее представления.

Функция завершения трейла – также элементарная функция в пределах слоя, которая производит добавление и чтение служебной информации для наблюдения и контроля адаптированной информации.

Функция соединения – элементарная функция в пределах слоя, обеспечивающая маршрутизацию сигналов. Функция соединения не изменяет количество информации, однако в функциях соединения Международными Рекомендациями установлены ограничения на возможности соединений.

Понятие составной функции включает функции, которые представляют совокупность элементарных функций в пределах слоя. Например, комбинация нескольких элементарных функций адаптации в пределах слоя – это составная функция адаптации. Составной функцией может быть также комбинация функций адаптации и завершения.

Главной составной функцией называется функция, которая представляет совокупность элементарных или составных функций в пределах больше одного слоя.

Кроме того, при необходимости в любом слое может быть организован подслой. Так, например, при организации тандемных соединений (TC) и при организации защиты вводятся подслои тандемного соединения и подслои защиты.

Прохождение компонентного сигнала по участку транспортной сети, включающему оконечные мультиплексоры (TM)илимультиплексоры ввода/вывода(АDМ), с полным описанием элементов архитектуры сети представлено в Учебном пособии Н.Н.Кулевой и Е.Л.Федоровой «Транспортные технологии SDH и OTN».

Ассоциации (взаимосвязи) сетевых слоев, состоящих в отношениях клиент/сервер, позволяют оценить функционирование каждого слоя сети в отдельности и всю сеть как единое целое.

В табл. 1.1 приведены примеры ассоциаций сетевых слоев транспортных цифровых сетей с параметрами слоев клиента и ссылками на соответствующие рисунки.

Архитектура сети синхронной цифровой иерархии содержит сети слоев трактов виртуальных контейнеров низкого и высокого порядков, а также сети слоев секций (мультиплексных, регенерационных и физической среды передачи).

В сетях слоев трактов включаются функции адаптации, завершения трейла и соединения. Функции соединения реализуются на матрицах соединений. Процесс управления позволяет изменить маршрутизацию в сети. В сетях слоев трактов включаются функции соединения для обеспечения защиты (1:N).

В сетях слоев секций включаются функции адаптации и завершения трейла. В сетях слоев мультиплексных секций используются функции соединения для обеспечения защиты.

На рис. 1.1 показан фрагмент транспортной сети SDHс топологией «точка – точка». Компонентными сигналами являются потоки Е-4. Слой

Р-4, как слой клиента, поддерживается слоем сервера – слоем тракта VC-4. Граница слоев Р-4 / VC-4показана штрихпунктирной линией. Далее тракт VC-4, как клиент в следующей ассоциации, поддерживается сервером – мультиплексной секцией STM-N. Граница этих слоев также показана штрихпунктирной линией.

На рис. 1.2. показан фрагмент транспортной сети SDH, в которой компонентными сигналами являются потоки Е-n (n=11, 12, 2, 3). Слои мультиплексной и регенерационной секций декомпозированы в один слой. На рисунке показано четыре ассоциации слоев. Сервером для тракта низкого порядка VC-n является тракт высокого порядка VC-4.

На рис. 1.3 сервером для тракта низкого порядка VC-nявляется слой мультиплексной секции sSTM-1k или sSTM-2n.

Таблица 1.1

Примеры ассоциаций слоев клиент/сервер транспортных цифровых сетей

Слой клиента Слой сервера Характеристическая информация слоя клиента См. рис.
Тракт 1544 кбит/с, асинхронный Тракт VC-11 1544 кбит/с ± 50 ppm 1.2, 1.3
Тракт 1544 кбит/с, синхронный по байтам Тракт VC-11 1544 кбит/с, номин., структура цикла соответствует G.704 1.2, 1.3
Тракт 2048 кбит/с, асинхронный Тракт VC-12 2048 кбит/с ± 50 ppm 1.2, 1.3
Тракт 2048 кбит/с, синхронный по байтам Тракт VC-12 2048 кбит/с, номин., структура цикла соответствует G.704 1.2, 1.3
Тракт 6312 кбит/с, асинхронный Тракт VC-2 6312 кбит/с ± 30 ppm 1.2, 1.3
Тракт 34368 кбит/с, асинхронный Тракт VC-3 34368 кбит/с ± 20 ppm 1.2
Тракт 44736 кбит/с, асинхронный Тракт VC-3 44736 кбит/с ± 20 ppm 1.2
Тракт 139264кбит/с, асинхронный Тракт VC-4 139264 кбит/с ±15 ppm 1.1
Виртуальные тракты АТМ Тракты VC-11, VC-12, VC-2, VC-3, VC-4, VC-4-Xc, VC-4-Xv Ячейки 53 байта
Ethernet Тракты VC-11, VC-12, VC-2, VC-3, VC-4, VC-11-Xv, VC-12-Xv, VC-2-Xv, VC-3-Xv? VC-4-Xc, VC-4-Xv Кадры GFP
Тракт VC-11 Тракт VC-4 Сигнал VC-11 со смещенным циклом 1.2
Тракт VC-12 Тракт VC-4 Сигнал VC-12 со смещенным циклом 1.2
Тракт VC-2 Тракт VC-4 Сигнал VC-2 со смещенным циклом 1.2
Тракт VC-3 Тракт VC-4 Сигнал VC-3 со смещенным циклом 1.2
Тракт VC-11 Мультиплексная секция sSTM-2n или sSTM-1k Сигнал VC-11 со смещенным циклом 1.3
Тракт VC-12 Мультиплексная секция sSTM-2n или sSTM-1k Сигнал VC-12 со смещенным циклом 1.3
Тракт VC-2 Мультиплексная секция sSTM-2n Сигнал VC-2 со смещенным циклом 1.3
Тракт VC-4 Мультиплексная секция STM-N, N=1, 4, 16, 64, 256 Сигнал VC-4 со смещенным циклом 1.1, 1.2, 1,4
Мультиплексная секция STM-N Регенерационная секция STM-N Сигналы STM-N, N=1, 4, 16, 64, 256 1.1, 1.4
Мультиплексная секция sSTM-2n Регенерационная секция sSTM-2n Сигналы sSTM-2n, n=1, 2, 4 1.3
Мультиплексная секция sSTM-1k Регенерационная скция sSTM-1k Сигналы sSTM-1k, k=1, 2, 4, 8, 16 1.3
Регенерационная секция STM-1 Слой секции физической среды STM-1, оптическое волокно Скремблированный сигнал STM-1, формат NRZ 1.1
Регенерационная секция STM-1 Слой секции физической среды STM-1, коаксиальная пара, внутриузловое соединение Скремблированный сигнал STM-1 , код CMI, формат NRZ 1.1
Регенерационная секция STM-N Слой секции физической среды STM-N, оптическое волокно Скремблированный сигнал STM-N, формат NRZ 1.1, 1,4

Е-n

STM‑M

Задачи

1. 1.Для транспортной сети с топологией «точка–точка» представить графически, используя элементы архитектуры сетевых слоев, прохождение заданного компонентного сигнала.

Номер варианта Компонентные сигналы Агрегатные сигналы Тракты в сети VC‑n
Е‑11 sSTM‑11 VC‑11
Е‑12 sSTM‑116 VC‑12
Е‑12 sSTM‑28 VC‑12
Е‑11 STM‑1 VC‑11
Е‑12 STM‑4 VC‑12
Е‑3 STM‑16 VC‑3
Е‑3 STM‑0 VC‑3
Е‑4 STM‑256 VC‑4
Е‑2 STM‑64 VC‑2
Е‑3 STM‑16 VC‑3

1.2. Для транспортной сети с топологией «точка–точка» представить графически, используя элементы архитектуры сетевых слоев, прохождение заданного компонентного сигнала.

Номер варианта Компонентные сигналы Агрегатные сигналы Тракты в сети VC‑n
sSTM‑11 STM‑0 VC‑12
sSTM‑116 STM‑4 VC‑12
sSTM‑21 STM‑1 VC‑11
sSTM‑24 STM‑4 VC‑2
STM‑1 STM‑4 VC‑2
STM‑4 STM‑256 VC‑4
STM‑0 STM‑16 VC‑3
STM‑16 STM‑64 VC‑3
STM‑16 STM‑256 VC‑4
STM‑64 STM‑256 VC‑4

  • Карта сайта